面向城域網(wǎng)的網(wǎng)絡流量建模研究.pdf

1、網(wǎng)絡流量模型是網(wǎng)絡性能分析與網(wǎng)絡規(guī)劃設計的基礎，精確的網(wǎng)絡流量模型對設計高性能網(wǎng)絡協(xié)議、高性能的網(wǎng)絡設備、高效網(wǎng)絡拓撲結構、流量預測與網(wǎng)絡規(guī)劃、擁塞控制與負載均衡等都具有重要意義。隨著近年來互聯(lián)網(wǎng)的日益普及和應用的急劇增加，骨干網(wǎng)流量的特征也發(fā)生了很大改變，傳統(tǒng)的網(wǎng)絡流量模型已經(jīng)不能適應當前的骨干網(wǎng)流量。因而，研究當前骨干網(wǎng)流量的規(guī)律，設計能反映其特征的模型，是今后一段時間網(wǎng)絡流量領域研究的一個重要方向。 論文以陜西省自然科學基

2、金項目(基金編號：2005F43)及2003年、2004年西安寬帶多媒體城域網(wǎng)優(yōu)化項目為背景，對城域網(wǎng)網(wǎng)絡流量進行了深入研究，取得了預期的效果，在自相似網(wǎng)絡流量理論和實際應用之間架設了一個橋梁。論文的主要內(nèi)容和創(chuàng)新點包括： 1、通過對城域網(wǎng)大量真實網(wǎng)絡流量數(shù)據(jù)的分析和嚴格檢驗，發(fā)現(xiàn)城域網(wǎng)網(wǎng)絡流量的概率密度分布服從gamma分布，探索出一條從概率密度分布特征出發(fā)來研究網(wǎng)絡流量的新途徑?；谏鲜鼋Y論，對美國Rice大學Rladolf

3、．H Riedi所提出的、在網(wǎng)絡流量研究領域具有重要影響的MWM模型進行改造，建立了一個基于gamma分布和小波的網(wǎng)絡流量仿真模型(GWM)。仿真實驗顯示，該模型在仿真流量的特征、算法的合理性等方面，均較MWM模型有了顯著的提高。 2、發(fā)現(xiàn)了城域網(wǎng)流量聚合過程的規(guī)律，揭示了城域網(wǎng)流量之所以服從gamma分布的成因，把對網(wǎng)絡流量特征的認識提升到一個新的高度。利用上述規(guī)律，預測了城域網(wǎng)網(wǎng)絡流量的演化趨勢，為提高城域網(wǎng)網(wǎng)絡規(guī)劃的前瞻性

4、奠定了基礎。 3、發(fā)現(xiàn)了網(wǎng)絡流量的概率密度分布與觀測尺度之間的量化關系，刻畫了網(wǎng)絡流量復雜而細致的自相似結構，從而打破了10多年來僅能依靠方差和數(shù)學期望等這樣簡單的統(tǒng)計特征來定義網(wǎng)絡流量自相似性的現(xiàn)狀，深化了對自相似現(xiàn)象的理解。作為應用實例，這些研究成果在網(wǎng)絡設備的緩存設計工作中，對于網(wǎng)絡流量排隊分析起了重要作用。 4、建立了一個基于gamma分布和多重隨機二分法的網(wǎng)絡流量仿真模型(GIRDM)。該模型的仿真實驗顯示，其

5、仿真流量能夠精確地反映實際網(wǎng)絡流量的特征，并可以通過調(diào)整輸入?yún)?shù)的值，方便地改變仿真流量自相似的程度，從而性能較GWM模型又有了進一步提高。該模型發(fā)表在2005年8月的《中國通信學報(英)》上，詳細的算法設計將發(fā)表在2007年的《系統(tǒng)仿真學報》。華為公司在2006年基金項目中，也提出了基于層疊模型的網(wǎng)絡流量異常檢測等課題，旁證了該模型的實際價值。 5、設計的基于SNMP的網(wǎng)絡流量采樣工具，最小尺度達到10毫秒，遠高于目前同樣采用